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金属矿选矿厂尾矿处理应用水力旋流器的实践

金属选矿厂水力旋流器的应用

水力旋流器早在1891年就已经发明,进入20 世纪,因为其特殊的超重力(离心力一般是重力的 几百倍)工作原理具有结构简单、占地面积小、处理能力大、处理速度快(一般作业完成只需要几秒 钟的时间)、投资省等特点,适合具有密度、粒度差异物料群的分级、分选,从而被引入很多的相关行业用于料梁的浓缩与澄清、颗粒的分级、脱泥与脱药、液体的除杂等作业。近年来,水力旋流器在矿山的应用领域又有了很大的进展,已经在以微细粒级为主的尾矿处理工艺环节不断得到成功使用,在尾矿筑坝、尾矿预浓缩、尾矿富集回收、尾矿充填等作业中应用水力旋流器,高效简洁,效果显著。本文介绍了水力旋流器在金属矿选矿厂相关领域的应用情况及应用实例,对指导尾矿处理工艺有一定的实际意义。

水力旋流器应用的尾矿处理工艺中的应用

1、尾矿筑坝
金属矿选矿厂尾矿现经常会因为尾矿矿浆中粒度细,含泥量大,造成尾矿坝漏矿、滩面塌陷、外排水 超标、筑坝困难等问题,水力旋流器的应用有效的解 决了以上问题,而且目前在中游法、下游法的尾矿坝筑坡工艺中得到了较多的应用。

某金属矿选矿厂尾矿坝位于三面环山一面开阏 的山谷中,由于原矿中含有大量的红板岩(主要为 蒙脱石、伊利石、髙岭土等),遇水膨胀泥化严重, 大部分进入尾矿,使尾矿中微细颗粒的含量大幅度增加。这些微细颗粒极难沉降,在库内呈悬浮状态, 对外排水水质、尾矿筑规产生了极为不利的影响,投产以来,尾矿规发生多次滩面塌陷、外排水超标、无 法堆筑子坝、污染下游水库、淤塞河道的问题,连续 几年被环保处罚,严重影响了金属矿选矿厂正常生 产。经多方论证,金属矿选矿厂决定使用水力旋流器进行尾矿子坝堆筑,经过工业稳定运行考察,该尾矿(给矿浓度25.49%,粒度-0.074 mm占65%)经过水力旋流器分级后,得到的结果是:沉砂中微细颗 粒含量大大减少(沉砂浓度71.46%,沉砂中-0.074 mm仅占18.9%),溢流中微细颗粒含童较高(溢流浓度18. 42%,溢流中-0.074 mm占94.63%),高浓度的沉砂祖颗粒产品堆积于坝前,低浓度的细颗粒溢流被送入库内,使尾矿坝形成一层透 水性较好的粗颗粒坝壳,这样,不仅有利于降低坝体浸润线,防止坝坡产生渗流破坏,而且由于细颗粒物料远离坝前,能够增强坝体的稳定性。经过几年的运行,不仅保证了尾矿坝的安全正常运行,而且外排水质始终达标,金属矿选矿厂连续几年被环保部门 评为水治理先进单位。

2、尾矿预浓缩
金属矿选矿厂尾矿浓缩脱水传统的办法都是用 浓密机般可将尾矿浓度从15% ~ 20%提髙到 35% ~ 40%,但是,浓密机占地面积大,投资高,底流浓度受限制(浓度过高易堵塞)水力旋流器占地面积小,投资小,具有很好的快速浓缩特性,一般 情况下,可以将尾矿矿浆浓度从10%~ 40%,快速 (几秒钟时间)提髙到45% ~ 70%,具有弹性很大 的沉砂产率。水力旋流器与浓密机可以组成一种新型的组合浓缩工艺,利用水力旋流器快速浓缩作用, 预先从尾矿中分离出大部分易于浓缩的粗粒级尾矿,水力旋流器溢流进入浓密机进行浓缩。这样,一 方面大大减轻了浓密机的负荷,避免浓密机跑混,同时可快速获得髙浓度的沉砂,提髙尾矿处理能力,便于后续工艺的输送。从巳有的实验研究结果看,对 于金属矿山尾矿,水力旋流器的沉砂浓度可以达到 60%以上,沉砂产率为40%~ 70%,综合尾矿浓度可以达到45%~ 50%。这种工艺进行推广,不仅可以有效发挥现有尾矿浓缩设备的作用,而且为尾矿技改扩产、减少浓密机投资提供了可能。

3、尾矿富集回收作业
在某铜矿尾矿中铜、金含量低(平均品位:铜 0.07%、金0.08g/t),且嵌布粒度细。但因其处理量大,其中粗粒级中铜、金连生体和细粒单体金很有回收价值。如何寻找一种生产能力大、投资和处理费用低、能有效地回收细粒单体金的粗选设备是关键, 短谁水力旋流器具有这些特点,分离因数(离心加速度)可达30 ~ 50倍、浓缩比大于10倍,锥角大,沉砂产率低。回收粒级下限低,生产能力大,适应性强,构造简单,投资少,经营费用低。经过水力旋流器回收尾矿中铜、金半工业试验,采用短锥水力旋流 器对总尾矿进行一次富集,可获得产率9%、铜品位 0.18%一 0.25%、金品位化0.08~ 0.16 g/t性质类似于原矿的沉砂,富集比2.8倍,按常规磨浮工艺流程 对沉砂作进一步分选,可获得铜品位、金品位 6.88 g/t的精矿,铜、金综合回收率(相对于原矿)分别提髙2.04%、1.85%。证明短锥水力旋流器是行之有效的尾矿富集回收手段,值得推广应用。

4、尾矿充填
将尾矿经过脱泥(一般-30 ~ 37μm) 的高浓度(一般70^左右)尾矿砂,经过特殊处理重新注入采空矿井,是目前很多矿山正在采用的充填办法。 尾矿砂的要求是脱除细粒级泥和得到髙浓度沉砂, 可选择的设备有脱泥斗、倾斜浓密箱、耙式分级机、 螺旋分级机等,但是,水力旋流器可能是最佳的选择,设施最简单,配置最方便,操作弹性大,可以快速 达到脱泥和提高浓度的双重目的。某大型金矿金属 矿选矿厂尾矿浓度20%~ 25%,粒度-0,074mm大于65%,经过水力旋流器一级分级浓缩,得到尾矿砂浓度65% ~ 75%,粒度-0,074mm小于20% 的合格产品。

水力旋流器作为特殊的超重力离心分离设备,依靠其独特快速的浓缩分级性能,在金属矿选矿厂 尾矿处理中得到了越来越多的成功应用。目前来 看,国内的水力旋流器应用水平已经达到了相当高的程度,可以根据处理工艺要求不同,选择不同结构型式的水力旋流器以得到令人满意的结果。作为节省投资,简洁高效,形式灵活的尾矿处理手段,相信水力旋流器还将不断出现在更多的矿山尾矿处理工艺中。